数控技术手册

ICHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY数控编程手册学院：电气工程及其自动化姓名：班级：学号：II数控编程手册第一节数控机床基本结构...........................................................................................................1一、数控车床的基本结构.......................................................................................................1二、数控铣的基本结构...........................................................................................................1第二节数控机床电气总体结构...................................................................................................1一、机床电气控制系统的组成...............................................................................................1二、数控机床电气原理图.......................................................................................................2第三节加工程序的编制.................................................................................................................2一、直线插补法.......................................................................................................................2二、圆弧插补...........................................................................................................................4三、数控程序结构...................................................................................................................6四、程序的编制.......................................................................................................................7五、自动编程系统的应用.....................................................................................................15第四节数控控制器的原理结构...................................................................................................15一、单微处理器结构.............................................................................................................15二、多微处理器结构.............................................................................................................16第五节伺服驱动的结构原理.......................................................................................................17一、步进电机及驱动.............................................................................................................17二、交流伺服电机及驱动.....................................................................................................17第六节位置检测系统...................................................................................................................18一、光电编码器.....................................................................................................................18二、光栅.................................................................................................................................18第七节刀架及刀库系统...............................................................................................................19第八节一些专门应用...................................................................................................................191第一节数控机床基本结构一、数控车床的基本结构数控车床由数控系统,伺服系统和机床本体组成，数控系统包括控制电源，伺服控制器，主机，主轴编码器,图像管显示器等组成。机床本体包括床身、电动机、主轴箱、电动回转刀架、进给传动系统、冷却系统、润滑系统、安全保护系统等组成。数控车床布局:床身和导轨的布局:平床身、斜床身、平床身斜滑板、立床身四种布局刀架布局:排刀式刀架、转塔式刀架二、数控铣的基本结构数控铣床形式多样，不同类型的数控铣床在组成上虽有所差别，但却有许多相似之处。(1)床身床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。(2)铣头部分铣头部分由有级(或无级)变速箱和铣头两个部件组成。(3)工作台(4)升降台(横向进路部分)(5)冷却与润滑装置第二节数控机床电气总体结构一、机床电气控制系统的组成机床电气控制系统的由：数控系统，电源模块,伺服驱动器，伺服电机，伺服主轴驱动器（或变频器），伺服主轴电机（或变频主轴电机）,PLC输入输出模块,强电柜的机床电器元器件，各种电动机、电磁阀，机床操作面板等组成。2二、数控机床电气原理图图1数控机床电气原理图第三节加工程序的编制一、直线插补法表1四象限直线插补进给方向判定和偏差计算公式3进给方向判定偏差计算公式线型Fm≥0时Fm0时L1,L3偏差公式：Fm=XeYm－YeXmL2,L4偏差公式：Fm=YeXm－XeYmL1﹢△x﹢△yFm≥0时：F（m+1）=Fm－YeFm0时：F（m+1）=Fm﹢XeL2－△x﹢△yFm≥0时：F（m+1）=Fm－YeFm0时：F（m+1）=Fm－XeL3－△x－△yFm≥0时：F（m+1）=Fm﹢YeFm0时：F（m+1）=Fm－XeL4﹢△x－△yFm≥0时：F（m+1）=Fm﹢YeFm0时：F（m+1）=Fm﹢Xe推导过程如下：偏差公式：Fm=XeYm－YeXmL1：Ye/Xe=Ym/Xm当Fm≥0时点位于直线下方下一步走X轴正方向有Xm+1=Xm+1Ym+1=YmFm+1=XeYm+1－YeXm+1=Fm-Ye当Fm0时点位于直线上方下一步走Y轴正方向有Xm+1=XmYm+1=Ym—1F(m+1)=XeYm+1－YeXm+1=Fm+XeL3：Ye/Xe=Ym/Xm当Fm≥0时点位于直线下方下一步走X轴负方向有Xm+1=Xm—1Ym+1=YmFm+1=XeYm+1－YeXm+1=XeYm－Ye(Xm—1)L2L3L4XYFm=0,﹢△xL1Fm0,﹣△yFm=0,－△xFm=0,－△xFm=0,﹢△xFm0,﹣△yFm0,﹢△yFm0,﹢△y04=Fm+Ye当Fm0时点位于直线上方下一步走Y轴负方向有Xm+1=XmYm+1=Ym—1Fm+1=XeYm+1－YeXm+1=Xe（Ym—1）－YeXm=Fm—Xe偏差公式：Fm=YeXm－XeYmL2:Ye/Xe=Ym/Xm当Fm≥0时点位于直线上方下一步走X轴负方向有Xm+1=Xm—1Ym+1=YmF(m+1)=YeXm+1－XeYm+1=Ye（Xm—1)－XeYm=Fm－Ye当Fm0时点位于直线下方下一步走Y轴正方向有Xm+1=XmYm+1=Ym+1Fm+1=YeXm+1－XeYm+1=YeXm－Xe（Ym+1）=Fm－XeL4:Ye/Xe=Ym/Xm当Fm≥0时点位于直线下方下一步走X轴正方向有Xm+1=Xm+1Ym+1=YmFm+1=YeXm+1－XeYm+1=Ye（Xm+1)－XeYm=Fm+Ye当Fm0时点位于直线上方下一步走Y轴负方向有Xm+1=XmYm+1=Ym—1Fm+1=YeXm+1－XeYm+1=YeXm－Xe（Ym—1)=Fm+Xe二、圆弧插补5表2四象限圆弧插补进给方向判定和偏差计算公式偏差公式及其编号Fm+1=Fm+2xm+1①Fm+1=Fm-2xm+1②Fm+1=Fm+2ym+1③Fm+1=Fm-2ym+1④进给判定及偏差公式选择SR1Fm≥0，-ΔyFm+1；④Fm0，+ΔxFm+1；①SR2Fm≥0,+ΔxFm+1；①Fm0，+ΔyFm+1；③SR3Fm≥0,+ΔyFm+1；③Fm0，-ΔxFm+1；②SR4Fm≥0,-ΔxFm+1；②Fm0，-ΔyFm+1；④NR1Fm≥0，-ΔxFm+1；②Fm0，+ΔyFm+1；③NR2Fm≥0，-ΔyFm+1；④Fm0,-ΔxFm+1；②NR3Fm≥0,+ΔxFm+1；①Fm0，-ΔyFm+1；④NR4Fm≥0,+ΔyFm+1；③Fm0，+ΔxFm+1；①顺圆逆圆偏差公式推导如下：设圆心都为原点（0，0），所需加工的圆弧半径为R，加工点坐标为(xm,ym)Fm=xm²＋ym²－R²SR1：当Fm≥0时点位于圆外下一步走﹣Δy有xm+1=xmym+1=ym－1那么：Fm+1=xm+1²＋ym+1²－R²=(ym－1)²+xm²－R²=Fm-2ym+1当Fm0时点位于园内下一步走﹢Δx有xm+1=xm+1ym+1=ym那么：Fm+1=xm+1²＋ym+1²－R²=(xm＋1)²+ym²－R²=Fm＋2xm+1SR2：当Fm≥0时点位于圆外